учебники, программирование, основы, введение в,

 

Операции и выражения

Выражения
Программа оперирует с данными. Числа можно складывать, вычитать, умножать, делить. Из разных величин можно составлять выражения, результат вычисления которых – новая величина. Приведем примеры выражений:
X * 12 + Y  // значение X умножить на 12 и к результату прибавить значение Y
val < 3     // сравнить значение val с 3
-9          // константное выражение -9 
Выражение, после которого стоит точка с запятой – это оператор-выражение. Его смысл состоит в том, что компьютер должен выполнить все действия, записанные в данном выражении, иначе говоря, вычислить выражение.
x + y – 12; // сложить значения x и y и затем вычесть 12
a = b + 1;  // прибавить единицу к значению b и запомнить результат в переменной a 
Выражения – это переменные, функции и константы, называемые операндами, объединенные знаками операций. Операции могут быть унарными – с одним операндом, например, минус; могут быть бинарные – с двумя операндами, например сложение или деление. В Си++ есть даже одна операция с тремя операндами – условное выражение. Чуть позже мы приведем список всех операций языка Си++ для встроенных типов данных. Подробно каждая операция будет разбираться при описании соответствующего типа данных. Кроме того, ряд операций будет рассмотрен в разделе, посвященном определению операторов для классов. Пока что мы ограничимся лишь общим описанием способов записи выражений.
В типизированном языке, которым является Си++, у переменных и констант есть определенный тип. Есть он и у результата выражения. Например, операции сложения (+), умножения (*), вычитания (-) и деления (/), примененные к целым числам, выполняются по общепринятым математическим правилам и дают в результате целое значение. Те же операции можно применить к вещественным числам и получить вещественное значение.
Операции сравнения: больше (>), меньше (<), равно (==), не равно (!=) сравнивают значения чисел и выдают логическое значение: истина (true) или ложь (false).
Операция присваивания
Присваивание – это тоже операция, она является частью выражения. Значение правого операнда присваивается левому операнду.
x = 2;        // переменной x присвоить значение 2
cond = x < 2; // переменной cond присвоить значение true, если x меньше 2,
// в противном случае присвоить значение false ошибка
3 = 5;        // число 3 неспособно изменять свое значение 
Последний пример иллюстрирует требование к левому операнду операции присваивания. Он должен быть способен хранить и изменять свое значение. Переменные, объявленные в программе, обладают подобным свойством. В следующем фрагменте программы
int x = 0;
x = 3;
x = 4;
x = x + 1;
вначале объявляется переменная x с начальным значением 0. После этого значение x изменяется на 3, 4 и затем 5. Опять-таки, обратим внимание на последнюю строчку. При вычислении операции присваивания сначала вычисляется левый операнд, а затем правый. Когда вычисляется выражение x + 1, значение переменной x равно 4. Поэтому значение выражения x + 1 равно 5. После вычисления операции присваивания (или, проще говоря, после присваивания) значение переменной x становится равным 5.
У операции присваивания тоже есть результат. Он равен значению левого операнда. Таким образом, операция присваивания может участвовать в более сложном выражении:
z = (x = y + 3);
В приведенном примере переменным x и z присваивается значение y + 3.
Очень часто в программе приходится значение переменной увеличивать или уменьшать на единицу. Для того чтобы сделать эти действия наиболее эффективными и удобными для использования, применяются предусмотренные в Си++ специальные знаки операций: ++ (увеличить на единицу) и -- (уменьшить на единицу). Существует две формы этих операций: префиксная и постфиксная. Рассмотрим их на примерах.
int x = 0;
++x;
Значение x увеличивается на единицу и становится равным 1.
--x;
Значение x уменьшается на единицу и становится равным 0.
int y = ++x;
Значение x опять увеличивается на единицу. Результат операции ++ – новое значение x, т.е. переменной y присваивается значение 1.
int z = x++;
Здесь используется постфиксная запись операции увеличения на единицу. Значение переменной x до выполнения операции равно 1. Сама операция та же – значение x увеличивается на единицу и становится равным 2. Однако результат постфиксной операции – значение аргумента до увеличения. Таким образом, переменной z присваивается значение 1. Аналогично, результатом постфиксной операции уменьшения на единицу является начальное значение операнда, а префиксной – его конечное значение.
Подобными мотивами оптимизации и сокращения записи руководствовались создатели языка Си (а затем и Си++), когда вводили новые знаки операций типа "выполнить операцию и присвоить". Довольно часто одна и та же переменная используется в левой и правой части операции присваивания, например:
x = x + 5;
y = y * 3;
z = z – (x + y);
В Си++ эти выражения можно записать короче:
x += 5;
y *= 3;
z -= x + y;
Т.е. запись oper= означает, что левый операнд вначале используется как левый операнд операции oper, а затем как левый операнд операции присваивания результата операции oper. Кроме краткости выражения, такая запись облегчает оптимизацию программы компилятором.

Все операции языка Си++
Наряду с общепринятыми арифметическими и логическими операциями, в языке Си++ имеется набор операций для работы с битами – поразрядные И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и НЕ, а также сдвиги.
Особняком стоит операция sizeof. Эта операция позволяет определить, сколько памяти занимает то или иное значение. Например:
sizeof(long);   
// сколько байтов занимает тип long

sizeof b;       
// сколько байтов занимает переменная b 
Операция sizeof в качестве аргумента берет имя типа или выражение. Аргумент заключается в скобки (если аргумент – выражение, скобки не обязательны). Результат операции – целое число, равное количеству байтов, которое необходимо для хранения в памяти заданной величины.
Ниже приводятся все операции языка Си++.
Арифметические операции
+ сложение
- вычитание
* умножение
/ деление
Операции сложения, вычитания, умножения и деления целых и вещественных чисел. Результат операции – число, по типу соответствующее большему по разрядности операнду. Например, сложение чисел типа short и long в результате дает число типа long.
% остаток
Операция нахождения остатка от деления одного целого числа на другое. Тип результата – целое число.
- минус
+ плюс
Операция "минус" – это унарная операция, при которой знак числа изменяется на противоположный. Она применима к любым числам со знаком. Операция "плюс" существует для симметрии. Она ничего не делает, т.е. примененная к целому числу, его же и выдает.
++ увеличить на единицу, префиксная и
постфиксная формы
-- уменьшить на единицу, префиксная и
постфиксная формы
Эти операции иногда называют "автоувеличением" и "автоуменьшением". Они увеличивают (или, соответственно, уменьшают) операнд на единицу. Разница между постфиксной (знак операции записывается после операнда, например x++) и префиксной (знак операции записывается перед операндом, например --y) операциями заключается в том, что в первом случае результатом является значение операнда до изменения на единицу, а во втором случае – после изменения на единицу.
Операции сравнения
== равно
!= не равно
< меньше
> больше
<= меньше или равно
>= больше или равно
Операции сравнения. Сравнивать можно операнды любого типа, но либо они должны быть оба одного и того же встроенного типа (сравнение на равенство и неравенство работает для двух величин любого типа), либо между ними должна быть определена соответствующая операция сравнения. Результат – логическое значение true или false.
Логические операции
&& логическое И
|| логическое ИЛИ
! логическое НЕ
Логические операции конъюнкции, дизъюнкции и отрицания. В качестве операндов выступают логические значения, результат – тоже логическое значение true или false.
Битовые операции
& битовое И
| битовое ИЛИ
^ битовое ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ
~ битовое НЕ
Побитовые операции над целыми числами. Соответствующая операция выполняется над каждым битом операндов. Результатом является целое число.
<< сдвиг влево
>> сдвиг вправо
Побитовый сдвиг левого операнда на количество разрядов, соответствующее значению правого операнда. Результатом является целое число.
Условная операция
? : условное выражение
Тернарная операция; если значение первого операнда – истина, то результат – второй операнд; если ложь – результат – третий операнд. Первый операнд должен быть логическим значением, второй и третий операнды могут быть любого, но одного и того же, типа, а результат будет того же типа, что и третий операнд.
Последовательность
, последовательность
Выполнить выражение до запятой, затем выражение после запятой. Два произвольных выражения можно поставить рядом, разделив их запятой. Они будут выполняться последовательно, и результатом всего выражения будет результат последнего выражения.
Операции присваивания
= присваивание
Присвоить значение правого операнда левому. Результат операции присваивания – это значение правого операнда.
+=, -=, *=, /=, %=, |=, &=, ^=, <<=, >>=
выполнить операцию и присвоить
Выполнить соответствующую операцию с левым операндом и правым операндом и присвоить результат левому операнду. Типы операндов должны быть такими, что, во-первых, для них должна быть определена соответствующая арифметическая операция, а во-вторых, результат может быть присвоен левому операнду.

Порядок вычисления выражений

У каждой операции имеется приоритет. Если в выражении несколько операций, то первой будет выполнена операция с более высоким приоритетом. Если же операции одного и того же приоритета, они выполняются слева направо.
Например, в выражении

2 + 3 * 6 

сначала будет выполнено умножение, а затем сложение;соответственно, значение этого выражения — число 20.
В выражении

2 * 3 + 4 * 5 

сначала будет выполнено умножение, а затем сложение. В каком порядке будет производиться умножение – сначала 2 * 3, а затем 4 * 5 или наоборот, не определено. Т.е. для операции сложения порядок вычисления ее операндов не задан.
В выражении

x = y + 3 

вначале выполняется сложение, а затем присваивание, поскольку приоритет    операции присваивания ниже, чем приоритет операции сложения.
Для данного правила существует исключение: если в выражении несколько операций присваивания, то они выполняются справа налево. Например, в выражении

x = y = 2 

сначала будет выполнена операция присваивания значения 2 переменной y. Затем результат этой операции – значение 2 – присваивается переменной x.
Ниже приведен список всех операций в порядке понижения приоритета. Операции с одинаковым приоритетом выполняются слева направо (за исключением нескольких операций присваивания).
:: (разрешение области видимости имен)
. (обращение к элементу класса), -> (обращение к элементу класса по указателю), [] (индексирование), вызов функции, ++ (постфиксное увеличение на единицу), -- (постфиксное уменьшение на единицу), typeid (нахождение типа), dynamic_cast static_cast reinterpret_cast const_cast (преобразования типа)
sizeof (определение размера), ++ (префиксное увеличение на единицу), -- (префиксное уменьшение на единицу), ~ (битовое НЕ), ! (логическое НЕ), – (изменение знака), + (плюс), & (взятие адреса), * (обращение по адресу), new (создание объекта), delete (удаление объекта), (type) (преобразование типа)
.* ->* (обращение по указателю на элемент класса)
* (умножение), / (деление), % (остаток)
+ (сложение), – (вычитание)
<< , >> (сдвиг)
< <= > >= (сравнения на больше или меньше)
== != (равно, неравно)
& (поразрядное И)
^ (поразрядное исключающее ИЛИ)
| (поразрядное ИЛИ)
&& (логическое И)
|| (логическое ИЛИ)
= (присваивание), *= /= %= += -= <<= >>= &= |= ^= (выполнить операцию и присвоить)
?: (условная операция)
throw
, (последовательность)
Для того чтобы изменить последовательность вычисления выражений, можно воспользоваться круглыми скобками. Часть выражения, заключенная в скобки, вычисляется в первую очередь. Значением

(2 + 3) * 6 

будет 30.
Скобки могут быть вложенными, соответственно, самые внутренние выполняются первыми:

(2 + (3 * (4 + 5) ) – 2) 
 
На главную | Содержание | < Назад....Вперёд >
С вопросами и предложениями можно обращаться по nicivas@bk.ru. 2013 г.Яндекс.Метрика